在磁振造影中，使用下列何種硬體設備可將自旋排列於不同能量的能階？

本題觀念：

本題考查磁振造影（Magnetic Resonance Imaging, MRI）中最基礎的物理原理——「塞曼效應（Zeeman effect）」。在沒有外加磁場的情況下，人體內氫原子核（質子）的自旋方向是隨機分佈的，巨觀上的淨磁化向量為零。然而，當人體進入MRI掃描儀的強大外部靜磁場時，這些帶有磁偶極矩的質子會受到磁場力的作用，使其自旋方向重新排列，進而分裂成不同的能量狀態（能階）。

選項分析

• A. 發射射頻線圈 (Transmit RF coil)：錯誤。 發射射頻線圈的功能是發出短暫的射頻脈衝（RF pulse，即 $B_1$ 磁場）。這個射頻脈衝的頻率等於質子的拉莫頻率（Larmor frequency），透過共振現象將能量傳遞給質子，使質子從低能階躍遷至高能階，並將淨磁化向量翻轉至橫向平面（產生激發）。因此，它是用來「改變」能階狀態以產生共振，而非「建立」能階排列的設備。
• B. 接收射頻線圈 (Receive RF coil)：錯誤。 接收射頻線圈的作用類似於天線，專門用來偵測質子在激發後，逐漸恢復到熱平衡狀態（弛緩過程）時所釋放出的電磁波訊號（即 MR 訊號）。它僅負責訊號的接收，與自旋能階的初步建立無關。
• C. 主磁場 (Main magnetic field)：正確。 主磁場（$B_0$）是 MRI

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